第一情报 ---能源与环境

国外小型直接甲醇燃料电池发展动向

供稿人:istis  供稿时间:2005-7-18   关键字:甲醇燃料电池  
在以3C电子产品为主要应用领域的小型燃料电池方面,现今全球最具有成为3C电子产品新世代电源潜力者,当属质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell;简称PEMFC),其中又以小型直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)因具有激活速度快,使用的燃料为甲醇,具有储运方便且成本低等优势而倍受青睐,近年在全球国际大厂积极投入研发推波助澜下,技术进展迅速。ABI的分析师Atakan Ozbek说:“许多公司正在以飞快的速度开发该产品的原型。”他预计,全球的微型燃料电池出货量将会从2004年的5,000个增长到2011年的2亿个,销售额也将从100万美元上升到20亿美元。
 
国外最近的研发成果及部分产品显示小型甲醇燃料电池已经接近商业的需求。
 
1、日本厂商
 
日本东芝公司2003年推出的小型甲醇燃料电池大小仅为10.82x2.95x1.57英寸,重为28.9盎司,产生的热量为12W,能提供5小时的电量,燃料盒可以重复使用。因为该电池所使用的电极与锂电池的相同,所以它也可以替换便携设备中的锂电池。该公司2004年发布的小型甲醇燃料电池输出功率100mW,大小为W22 × L56 × H4.5mm,重8.5g,燃料储存槽:厚9.1mm,甲醇容量2ml,溶液比例99.5%甲醇,这种超小型燃料电池可用于便携式音乐播放器和卡片型收音机等随着携带的电子设备,如果用于笔形音乐播放器,电池最长可使用20小时。
 
2、韩国厂商

韩国三星尖端技术研究所(SAIT)研制成功了可支持笔记本电脑正常工作10小时的燃料电池系统,并在SFC 2004 (Small Fuel Cells 2004,2004年小型燃料电池研讨会)上宣布了部分技术规格。其最大输出功率为20W,燃料使用100ml甲醇水溶液,燃料极采用直接供给甲醇水溶液的“直接甲醇(Direct Methanol)”方式。为了提高输出密度,三星改进了电极上触媒的涂布方式。三星电子计划2005年底开始投产使用这种燃料电池的笔记本电脑。

此外,三星还公布了针对便携式终端的其他燃料电池开发计划。其中包括:从2006年前后开发面向第4代移动通信系统、功率为2W~5W的小型燃料电池;到2006年前后,将燃料电池的单位体积能量密度由当前的200Wh/l左右提高到500Wh/l,达到与现有锂离子充电电池相同的水平。

3、美国厂商

美国摩托罗拉公司就其燃料电池技术的研发策略,宣布了一项重大的转折,即其针对便携式终端的燃料电池暂时中止采用直接甲醇式的燃料供给方式,转而致力于开发从甲醇中提取氢气并供给至燃料电池单元的“甲醇改质型”产品。负责甲醇改质并使甲醇与水发生反应的汽化部位,以及向这些部位供热的加热器组成的一体化燃料供料器被摩托罗拉称为FP(Fuel Processor,燃料电池处理器)。FP成为摩托罗拉新燃料电池技术的核心,该公司在SFC 2004上公布了其第3代FP的技术内容。据称,第3代FP通过结构改进,利用燃料电池反应产生的温度上升现象,加快了甲醇的汽化反应,提高了反应效率,使功率密度最高可达250mW/cm2,是直接甲醇型样机的4~5倍。

另一家美国厂商Neah Power Systems公司(Intel为其投资股东之一),公布了在直接甲醇式燃料电池中使用多孔硅材料实现电极(燃料极和空气极)的技术。由于硅电极具有多孔性,这使得单位面积促进反应的触媒数得以增加,因此提高了功率密度,据称其样品测试的结果可以达到90mW/cm2。

4、德国厂商

一个直接采用甲醇的燃料电池的样品2004年在汉诺威ceBTT贸易展示会上展出。该样品的平均输出功率为12 W,最大输出为20 W,可提供5 h的电能,外形尺寸275mm×40mm×75mm。

德国SFC公司已向数百家客户出售燃料电池产品——平均输出功率为25W的便携式燃料电池“SFC A25”。该产品采用直接甲醇式燃料供给方式,采用100%甲醇作为燃料。据称其下一代产品已于2004年7月1日上市。此外,该公司在2005年初上市可放入手提箱的小型燃料电池“SFC C25”,并计划在2005年底上市专门面向笔记本电脑和掌上电脑的小型燃料电池“SFC PowerBoy”。SFC A25的平均输出功率为25W,最大输出功率可达80W,采用的甲醇储存盒容量为2.5l,尺寸大小为150mm×112mm×65mm,重量为1.1kg。SFC C25的平均输入功率亦为25W,不过将采用125ml的甲醇储存盒。SFC PowerBoy体积更小,重量仅为700g。

另一家德国厂商Institut Solare Energiesysteme公司公布了使用印刷电路板的燃料电池技术。采用这种技术以后,燃料极和空气极分别由印刷在电路板上的金属线构成,电解质膜则采用薄膜,而甲醇水溶液的供料线路和空气的供气线路是由印刷电路板上设计的沟道形成的。这使得燃料电池系统的厚度缩小到只有3.5mm,为小型化提供了极好的条件。据悉,只要在一块印刷电路板上设计多个这样的燃料电池单元,并将它们相互串联在一起,就能以平面型的结构提高输出电压。在SFC 2004上展示的采用该技术的样品的最大功率约为8W。
 
参考文献:
[1] 让3C应用不中断 电池续航新希望———燃料电池 2005-6-20
    http://www.gb.tomshardware.com/STINforNews/STContent.asp?ns=6BB00A473
[2] 微型燃料电池将很快走向商业化 2003-07-27
    http://www.esmchina.com/ART_8800051160_617671.HTM.2c713ba2 国际电子商情
[3] 手提电脑用小型甲醇燃料电池 电世界 2004,45(2) 35
[4] 超小型燃料电池
  http://www.chinabyte.com/busnews/216466351718400000/20050301/1916452.shtml
[5] 小型化燃料电池的盛会——SFC 2004
    http://www.nbclub.cn/NBClub/DataNews/230/200412280014.htm

万方数字化期刊中相关文章
直接甲醇燃料电池的阳极二元催化剂
作者:杨红艳|李伟|黄青丹|李伟善|
刊名:电池
年:2007
卷:37
期:6
摘要:介绍了直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂的研究状况、催化性能和机理.以Pt-Ru催化剂为例,综述了制备二元催化剂的影响因素(前驱体和添加剂).
微型直接甲醇燃料电池阳极传质分析
作者:叶丁丁|廖强|朱恂|丁玉栋|石泳|田鑫|
刊名:化工学报
年:2008
卷:59
期:2
摘要:针对微型直接甲醇燃料电池,将阳极流场板简化为规则结构的多孔介质,运用多孔介质理论建立了包括流场板在内的阳极传输模型.模型考虑了阳极流道内液体饱和度沿流动方向的变化、催化层的厚度以及甲醇渗透,计算并讨论了阳极流道内液体饱和度的分布和流量对电池电流密度的影响,分析了阳极过电位对甲醇浓度分布和电池性能的影响以及质子交换膜内的传质特性.
直接甲醇燃料电池阳极两相流动可视化实验
作者:朱恂|郑雪艳|丁玉栋|廖强|
刊名:电源技术
年:2007
卷:31
期:11
摘要:对有效面积为9 cm2的直接甲醇燃料电池(DMFC)进行了可视化实验研究,观察了阳极流道内两相流动的情况,研究了平行流道内CO2气泡的生长特性以及不同甲醇浓度、甲醇进料温度、甲醇流量及阴阳极压差下CO2的流动及其对电池性能的影响.研究表明:CO2气泡在扩散层表面与流道侧壁面的角区出现,此后又多在碳布纤维束之间的交叉空隙中优先生成,之后经历聚合、长大、形成不连续气弹,两相流周期性地重复出现;甲醇流量的增加加快了CO2气泡的排出速度,甲醇传质增强,电池性能提高;甲醇温度升高降低了CO2的溶解度,CO2气泡体积变大,但甲醇传质的增强和催化反应速度的加快使得电池性能提高;甲醇浓度增大,电池性能提高,但浓度过高导致电池性能急剧下降;阴阳极压差增大使得大的CO2气弹增多,但催化剂表面氧气浓度的提高和甲醇渗透减弱提高了电池性能.
改性磺化聚醚醚酮用作直接甲醇燃料电池聚合物电解质膜
作者:张宏伟|张俊|于非|周震涛|
刊名:合成化学
年:2007
卷:15
期:z1
摘要:
直接甲醇燃料电池PtSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性
作者:陈玲|李晶晶|栾晓东|叶锋|王新东|
刊名:北京科技大学学报
年:2007
卷:29
期:10
摘要:采用低温固相反应法制备了直接甲醇燃料电池用PtSn/C阳极催化剂,采用XRD、TEM等测试方法对催化剂的晶体结构和粒径大小进行了表征. 结果表明:采用低温固相反应法制备的PtSn/C催化剂和Pt/C催化剂均表现为Pt的fcc晶体结构;Sn的加入导致Pt的晶胞参数增大;与同法所制Pt/C催化剂相比较,PtSn/C催化剂中金属Pt在碳载体上分布较均匀,金属粒子的粒径较小,平均粒径约为4.8 nm,从而具有更大的反应表面积. 电化学测试表明,对于甲醇电氧化,PtSn/C催化剂具有比Pt/C催化剂更强的催化能力.

注册成为正式用户,登陆后,获得更多阅读功能与服务!
转载本文需经本平台书面授权,并注明出处:上海情报服务平台www.istis.sh.cn
了解更多信息,请联系我们

§ 请为这篇文章打分(5分为最好)